ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аналогия между количеством движения и теплообменом из "Теория тепло- и массообмена" В предыдущих главах рассматривался перенос тепла от твердой ловерхности в движущийся поток, обусловленный совместным действием кондукции и конвекции. В непосредственной близости от поверхности жидкость фактически находится в состоянии покоя и кондукция является единственным способом передачи тепла от поверхности. Так как скорости потока увеличиваются с увеличением расстояния от стенки, то тепло переносится потоком во все возрастающем количестве (конвекция). В областях, отстоящих дальше от стенки, конвекция становится преобладающим способом переноса тепла. В турбулентном потоке непрерывное перемешивание частичек жидкости связано с колебаниями турбулентной скорости. Это перемешивание вызывает перенос тепла, когда в потоке имеются градиенты температур. Таким образом, в турбулентном потоке наблюдается третий тип теплообмена дополнительно к теплопроводности и конвекции, связанной с объемным движением жидкости. Процесс турбулентного перемешивания настолько мало понятен, что до сих пор еще никто не преуспел в предугадывании на основании одних вычислений картины теплообмена в турбулентном потоке. [c.253] С другой стороны, путем, указанным Рейнольдсом, Прандтлем, Тейлором, фон Карманом и другими, можно вывести формулы для теплообмена из гидродинамических измерений и глубоко проникнуть в механизм турбулентного теплообмена. [c.253] Только слои жидкости в непосредственной близости от стенки существенно влияют на теплообмен. Векторы скорости этих слоев параллельны стенке, а тепловой поток перпендикулярен к ней. Поэтому мы рассматриваем законы теплообмена в потоке, параллельном поверхности стенки (в направлении оси х). Предположим, что скорость существенно изменяется только в направлении у, в котором также происходит передача тепла. Поэтому существенное изменение температуры имеет место только в направлении у. Согласно Прандтлю мы упрощаем действительные условия, допуская, что ламинарный подслой, в котором не имеется никакого турбулентного перемешивания, существует в непосредственной близости от стенки и что в остальном потоке ламинарная теплопроводность н трение малы по сравнению с турбулентным теплообменом и ими можно пренебречь. [c.254] Эта важная- зависимость показывает, что при уменьшении скорости ,п и энергия, необходимая для обеспечения определенной интенсивности теплообмена, уменьшается. Это обстоятельство используется в охлаждающих устройствах или теплообменниках самолетов. Охлаждающее устройство окружают каналом и, таким образом, поток воздуха, прежде чем поступить в охладитель, замедляется, а затем повышение давления, получившееся в результате замедления движения воздуха, используется опять для ускорения его движения. Такой каналовый охладитель схематически изображен Рис. 8-2. Каналовый охла-на рис. 8-2. Каналовая конструкция, дитель авиационного дви-которая в настоящее время широко гателя. [c.257] Пример 8-1. Через отрезок трубы длиной 1 м и диаметром 20. им протекает воздух со скоростью 30 м/сек. Температура воздуха у входа в трубу 20° С, давление 1,0 кГ/см . Падение давления в трубе 81,2 мм вод. ст.,, или 80 кГ/см . Сколько тепла отдается трубой воздуху, если стенки трубы нагреваются до температуры , =100°С. [c.258] Точный расчет по формулам, которые даются в следующем параграфе, дает результат, превышающий найденный на 15Уо. [c.259] Для Среды, критерий Прандтля которой значительно отличается от единицы, термическое сопротивление ламинарного подслоя и турбулентного слоя необходимо рассчитывать отдельно. Пусть температура стенки равна (рис. [c.259] Эта формула была выведена Л. Прандтлем (1910 и 1928) [Л. 98] и Дж. Тэйлором (1916). [c.260] Вернуться к основной статье